Hoe vergelijkt een OLED-scherm zich met LCD qua energieverbruik?

Hoe OLED-schermtechnologie zorgt voor inhoudsafhankelijk stroomverbruik

Zelfuitstralende pixels elimineren energieverlies via achtergrondverlichting — fundamenteel efficiëntievoordeel

LCD-schermen hebben een constante achtergrondverlichting nodig die ongeveer 70 tot 90 procent van hun totale energie verbruikt, ongeacht wat er op het scherm wordt weergegeven. OLED-schermen werken echter anders, omdat elke pixel zijn eigen licht produceert en volledig kan uitschakelen wanneer dat nodig is, waardoor echte zwarte gebieden ontstaan. Dit betekent dat er geen energie meer verspild wordt aan achtergrondverlichting, waardoor het stroomverbruik ongeveer met de helft daalt bij gebruik van donkere modus of bij het bekijken van video's met veel actie. De manier waarop OLED werkt, is ook echt interessant. In plaats van licht te blokkeren zoals LCD's doen, schakelen individuele pixels gewoon uit, waardoor veel diepere zwarttinten mogelijk zijn dan enig LCD-scherm ooit zou kunnen bereiken. Deze efficiëntie zorgt ervoor dat OLED-technologie uitblinkt op het gebied van zowel beeldkwaliteit als elektriciteitsbesparing.

Gemiddeld beeldniveau (APL) als de belangrijkste bepalende factor van het stroomverbruik van een OLED-scherm

De hoeveelheid energie die OLED-schermen verbruiken, hangt nauw samen met wat bekend staat als Average Picture Level, ofwel APL. Dit meet in feite hoe helder de totale afbeelding op het scherm daadwerkelijk is. Elk klein subpíxel werkt harder wanneer het feller moet schijnen, dus wanneer we een volledig wit scherm zien bij 100% APL, werkt elk onderdeel van het scherm op volle capaciteit. Onderzoeken wijzen uit dat het stijgen van 20% APL naar 60% APL het stroomverbruik ongeveer 40% kan verhogen. Alledaagse dingen zoals rekenbladapplicaties of documenten met een witte achtergrond verbruiken veel sneller de batterij dan donkerdere inhoud zoals 's nachts genomen foto's of films die in schemerige omstandigheden zijn opgenomen. Aangezien APL zo'n grote rol speelt in het beheer van het stroomverbruik van OLED-schermen, houden fabrikanten hier rekening mee bij het optimaliseren van hun apparaten, terwijl app-ontwikkelaars ook rekening houden met APL bij het ontwerpen van interfaces om zo de levensduur van de batterij voor gebruikers te verlengen.

Beperkingen en uitzonderingen: wit subpixelonevenwichtigheid, veroudering en afwegingen in UI-ontwerp

De efficiëntievoordelen van OLED-technologie gaan wel met een aantal beperkingen in de praktijk gepaard. RGBW-pixelindelingen richten zich op witte subpixels om de helderheid te verhogen, wat echter meer stroom verbruikt bij het weergeven van inhoud met veel witte oppervlakken. Naarmate de panelen ouder worden, hebben ze al snel 15 tot 25 procent extra stroom nodig om dezelfde helderheid te behouden als toen ze nieuw waren. Ontwerpers die met deze schermen werken, moeten moeilijke keuzes maken tussen efficiëntie en kwaliteit. Hoewel zwarte gebruikersinterface-elementen energie besparen, veroorzaken ze soms vervelende kleurvlekken tijdens schermovergangen, omdat verschillende delen van het scherm iets verschillend reageren in reactiesnelheid. Kortom, de energiebesparing van OLED hangt sterk af van de manier waarop het in de praktijk wordt gebruikt. Alleen kijken naar maximale prestatiecijfers geeft niet het volledige beeld van het daadwerkelijke stroomverbruik in alledaagse situaties.

Waarom het stroomverbruik van LCD grotendeels onafhankelijk is van de inhoud

Vaste achtergrondverlichting overheerst: hoe ongeveer 70–90% van de LCD-energie wordt verbruikt, ongeacht de afbeelding

LCD-schermen zijn afhankelijk van deze constante helderheid van de achtergrondverlichting, meestal ergens tussen 20 en 150 watt per vierkante meter, die blijft werken ongeacht wat er op het scherm wordt weergegeven, zelfs als er alleen maar zwart is. Het vloeibare kristaldeel regelt slechts hoeveel licht doorgelaten wordt, in plaats van zelf licht te produceren, waardoor het grootste deel van de energie toch naar die achtergrondverlichting gaat. Ongeveer 70 tot misschien 90 procent van alle gebruikte elektriciteit wordt uiteindelijk gebruikt voor die achtergrondgloed. Wat daarop volgt, is dat het stroomverbruik nauwelijks verschilt, of iemand nu naar fel verlichte spreadsheetcellen kijkt of een pitchblack filmscène bekijkt. OLED-schermen werken echter anders. Hun stroomverbruik varieert daadwerkelijk afhankelijk van wat op het scherm verschijnt, waardoor ze qua efficiëntie duidelijk verschillen van traditionele LCD-technologie.

Lokale dimming en mini-LED verbeteringen—bescheiden verbeteringen, geen paradigma veranderingen

Mini LED-technologie in combinatie met lokale dimmingsfunctie draagt ertoe bij dat LCD-schermen efficiënter worden, doordat de achtergrondverlichting in donkerdere delen van het beeld wordt verlaagd. Toch veranderen deze verbeteringen niets aan de basiswerking van LCD-panelen. Bekijk zelfs de duurste modellen op de markt, en meestal hebben ze hooguit ongeveer 1000 dimmingszones. Dat betekent dat grote blokken van het scherm tegelijk worden verlicht, in plaats van individueel te worden aangestuurd. Wanneer er iets erg helders op het scherm verschijnt, zien we een effect dat 'blooming' wordt genoemd, waarbij het omliggende gebied als compensatie te fel wordt verlicht. Het systeem voor achtergrondverlichting verbruikt per se ongeveer 30 watt per vierkante meter, ongeacht hoe laag we deze instellen. Alles bij elkaar snijden deze verbeteringen het stroomverbruik met ongeveer 15 tot 25 procent terug tijdens het bekijken van content met veel contrastverschillen tussen lichte en donkere gebieden. Zeker nuttige besparingen, maar niets wat kan tippen aan wat OLED-schermen van nature doen, aangezien elk pixel zijn eigen lichtoutput regelt op basis van wat er daadwerkelijk op het scherm wordt weergegeven.

OLED-scherm efficiëntie in de praktijk: scenario's waarin het voortgang of achterstand maakt

Toepassingen met donkere modus en video-streaming: tot 50% minder energieverbruik vergeleken met LCD

OLED-schermen presteren het best wanneer er visueel weinig gebeurt. Denk aan programmeeromgevingen met donkere achtergronden, apps die 's nachts helemaal zwart worden, of films met grote zwarte balken eromheen. De technologie schakelt gewoon hele pixelsecties uit waar niets gebeurt, zodat geen energie wordt verspild aan het verlichten van lege ruimtes. De energiebesparing kan ongeveer de helft bedragen ten opzichte van standaard LCD-schermen die blijven gloeien, ongeacht de inhoud. Voor mensen die veel streamen, maakt dit een groot verschil. Neem een scène uit Stranger Things waar alles pikzwart is, op wat griezelige schaduwen na die over het scherm bewegen. Dezelfde scène zou op een OLED-scherm ongeveer twee derde minder stroom verbruiken dan een LCD-scherm dat precies hetzelfde weergeeft.

Heldere, hoog-APL werklasten (rekenbladen, videogesprekken): het verschil wordt kleiner of keert zich om

Bij content met een hoog gemiddeld pixelniveau (APL) tonen OLED-panelen vaak hun zwakke punten in vergelijking met andere beeldschermtechnologieën. Denk aan eindeloze witte achtergronden van spreadsheets of volledig gevulde Zoom-schermen waarbij bijna elk pixel tegelijkertijd oplicht, wat natuurlijk het stroomverbruik verhoogt. Volgens recente tests van DisplayMate uit 2023 kunnen OLED-schermen tot 15 tot 30 procent meer elektriciteit verbruiken dan vergelijkbare LCD-beeldschermen wanneer ze op maximale helderheid werken. Enkele nieuwere verbeteringen, zoals LTPO-technologie, hebben de situatie verbeterd door overbodig energieverlies door verversingsfrequentie te verminderen, maar zelfs met deze vooruitgang behoudt LCD nog steeds zijn voorsprong bij de meeste kantoorwerkzaamheden die gedurende langere tijd consistente schermhelderheid vereisen.

Veelgestelde vragen

Wat is het belangrijkste voordeel van OLED-beeldschermen ten opzichte van LCD's?

OLED-schermen zijn zelflichtgevend, wat betekent dat elk pixel zijn eigen licht produceert en volledig kan uitschakelen voor diepere zwarttinten en efficiënter energieverbruik. In tegenstelling tot LCD's, die een constante achtergrondverlichting vereisen die aanzienlijk energie verbruikt ongeacht de beeldinhoud.

Hoe beïnvloedt het gemiddelde beeldniveau (APL) het stroomverbruik van OLED-schermen?

APL meet de algehele helderheid van het beeld op het scherm. Een hogere APL (bijvoorbeeld witte achtergronden) leidt tot hoger stroomverbruik, omdat elk subpixel harder moet werken om feller te schijnen. Omgekeerd verbruikt een lagere APL minder energie.

Waarom kunnen OLED-schermen in bepaalde situaties meer stroom verbruiken?

OLED-schermen kunnen meer stroom verbruiken in situaties waarin een hoog APL nodig is, zoals bij volledig witte achtergronden of volledigscherm-videogesprekken, omdat meer pixels op volledige helderheid staan, waardoor het totale energieverbruik toeneemt.

Wat zijn de beperkingen van OLED-technologie?

OLED-schermen kennen uitdagingen zoals onevenwichtigheden in witte subpixels, veroudering die het energieverbruik verhoogt, en mogelijke kleursmering, met name bij zwarte gebruikersinterface-elementen. Deze factoren kunnen de efficiëntie en beeldkwaliteit negatief beïnvloeden.

Hoe beïnvloeden mini-LED en lokale dimfunctie de efficiëntie van LCD's?

Mini-LED en lokale dimfunctie verbeteren de efficiëntie van LCD's door de achtergrondverlichting in donkerdere gebieden van het scherm te verminderen, maar ze veranderen niet de fundamentele werking ervan. Hoewel deze technologieën energiebesparing bieden, blijven ze achter bij de inherente efficiëntie van OLED.